JP2001145025A - Solid-state image pickup device and its drive method - Google Patents

Solid-state image pickup device and its drive method

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JP2001145025A
JP2001145025A JP32200299A JP32200299A JP2001145025A JP 2001145025 A JP2001145025 A JP 2001145025A JP 32200299 A JP32200299 A JP 32200299A JP 32200299 A JP32200299 A JP 32200299A JP 2001145025 A JP2001145025 A JP 2001145025A
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JP
Japan
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signal
read
signal charges
vertical
solid
Prior art date
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Application number
JP32200299A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Murakami
一朗 村上
Masayuki Furumiya
正之 冨留宮
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/44Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device and its drive method that can output an image without deteriorating S/N and decreasing the sensitivity even in a high speed read mode, without deteriorating the resolution in the vertical direction, a complicated drive mode and the need for a special circuit configuration. SOLUTION: The solid-state image pickup device is provided with photodiodes 18 arranged in the longitudinal direction, a vertical CCD 19 that reads signal charges that are photoelectric-converted by the photodiodes 18 and transfers the charges in the longitudinal direction, a vertical transfer electrode 22 to which a drive pulse to drive the vertical CCD 19 is applied, a horizontal CCD 20 that transfers the signal charges from the vertical CCD 19 laterally and outputs them externally, and a transfer drive means that outputs an image signal with different combinations to be added by each field, where one frame consists of a plurality of fields in each of which signal charges are interleaved longitudinally, the interleaved charges are read, summed and transferred.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、固体撮像装置お
よびその駆動方法に関し、特に、インタレース走査に対
応した電荷転送を行う固体撮像装置およびその駆動方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device and a driving method thereof, and more particularly, to a solid-state imaging device which performs charge transfer corresponding to interlaced scanning and a driving method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光学像を電気信号に変換して出力
し撮像画面を得ることができるデジタルカメラ(固体撮
像装置)が知られている。このデジタルカメラは、イン
タレース(飛び越し)走査に対応した電荷転送を行うC
CD(charge coupled device)
イメージセンサを備えており、ビューファインダ等の動
画像を映す場合においては高速のフレームレートに対応
するために、CCDイメージセンサにおいて画素間引き
による駆動が行われる。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a digital camera (solid-state imaging device) that can convert an optical image into an electric signal and output it to obtain an imaged screen. This digital camera is a C-type digital camera that performs charge transfer corresponding to interlaced scanning.
CD (charge coupled device)
When a moving image such as a view finder is projected, the CCD image sensor is driven by pixel thinning in order to support a high frame rate.

【0003】図7は、従来のCCDイメージセンサの読
み出し例を示す説明図である。図7に示すように、CC
Dイメージセンサ1は、光電変換素子であるフォトダイ
オード(photodiode:PD)2、垂直CCD
3及び水平CCD4を有している。1〜7の各bit番
号は、水平CCD4に一番近いフォトダイオード2を1
bitとして、垂直方向に数えた場合の番号を示してい
る。
FIG. 7 is an explanatory view showing an example of reading out a conventional CCD image sensor. As shown in FIG.
The D image sensor 1 includes a photodiode (photodiode: PD) 2 as a photoelectric conversion element, a vertical CCD
3 and a horizontal CCD 4. The bit numbers 1 to 7 indicate that the photodiode 2 closest to the horizontal CCD 4 is 1
The bit indicates the number when counted in the vertical direction.

【0004】フォトダイオード2は、縦横方向で2次元
状に配列(1列のみ図示)され、各縦列には、個々の縦
列毎に垂直CCD3が並設(1列のみ図示)されてい
る。縦列配置された各垂直CCD3は、各垂直CCD3
の下端側に横行配置された1個の水平CCD4に接続さ
れている。各垂直CCD3には、フォトダイオード2の
1個に2個の割合で垂直転送電極5が縦に配列され、各
水平CCD4には、各垂直CCD毎に水平転送電極6が
横に配列(1個のみ図示)されている。
The photodiodes 2 are arranged two-dimensionally in the vertical and horizontal directions (only one column is shown), and in each column, the vertical CCDs 3 are juxtaposed for each individual column (only one column is shown). Each vertical CCD 3 arranged in tandem is
Is connected to one horizontal CCD 4 arranged in a row at the lower end of the horizontal CCD. In each of the vertical CCDs 3, the vertical transfer electrodes 5 are vertically arranged at a ratio of two to one of the photodiodes 2, and in each of the horizontal CCDs 4, the horizontal transfer electrodes 6 are horizontally arranged for each of the vertical CCDs (one each). Only shown).

【0005】各フォトダイオード2は、入射光の光量を
個々に信号電荷に変換して蓄積する。垂直転送電極5の
一方は、フォトダイオード2から垂直CCD3に電荷を
読み出す読み出し電極を兼ねており、垂直転送電極5
に、例えば、10相の駆動パルスを印加することによ
り、垂直10相駆動による読み出しが行われる。
[0005] Each photodiode 2 individually converts the amount of incident light into signal charges and accumulates them. One of the vertical transfer electrodes 5 also serves as a read electrode for reading out charges from the photodiode 2 to the vertical CCD 3.
Then, for example, by applying a 10-phase drive pulse, readout by vertical 10-phase drive is performed.

【0006】このCCDイメージセンサ1により、従来
の間引きによる信号電荷の読み出しを行う場合、5画素
ラインの内の1画素のみを読み出していた。先ず、駆動
パルスΦV1が印加される電極にマイナス電位を与え、
電荷が溜められない状態のポテンシャルバリアaを形成
する。ポテンシャルバリアaの形成により、上下の電荷
が混合しないようにして、次に、駆動パルスΦV6が印
加される電極にのみ高いプラス電位を与え、2bit目
及び7bit目のフォトダイオード2の信号電荷bを垂
直CCD3に読み出す。
When signal charges are read out by thinning using the CCD image sensor 1, only one pixel out of five pixel lines is read out. First, a negative potential is applied to the electrode to which the drive pulse ΦV1 is applied,
A potential barrier a where no charge is stored is formed. By forming the potential barrier a, the upper and lower charges are prevented from being mixed, and then a high positive potential is applied only to the electrode to which the drive pulse ΦV6 is applied, and the signal charges b of the second and seventh bits of the photodiode 2 are changed. Read to vertical CCD3.

【0007】その後、読み出された信号電荷bは、転送
方法は図示しないが、垂直CCD3において順番に水平
CCD4方向(図中、上から下)へ転送され、最下段に
達して水平CCD4に転送された後、水平CCD4にお
いて順次転送され、電荷検出部(図示しない)から画像
信号として出力される。
Thereafter, the read signal charges b are sequentially transferred in the vertical CCD 3 in the direction of the horizontal CCD 4 (from top to bottom in the figure), and are transferred to the horizontal CCD 4 after reaching the bottom, although the transfer method is not shown. Thereafter, the signals are sequentially transferred in the horizontal CCD 4 and output as image signals from a charge detection unit (not shown).

【0008】この結果、5画素ライン毎に1画素が読み
出されるため、垂直方向に1/5に画素が間引きされる
ことになり、水平CCD4を通常の読み出し動作と同じ
周波数で駆動しながらフレームレートは約5倍に増大す
る。
As a result, since one pixel is read out every five pixel lines, the pixels are thinned out to 1/5 in the vertical direction, and the frame rate is increased while driving the horizontal CCD 4 at the same frequency as the normal reading operation. Increases about five-fold.

【0009】また、従来のインタレース走査に対応した
電荷転送を行うCCDイメージセンサの駆動方法に関連
するものとして、例えば、特開平8−149374号公
報に開示された固体撮像素子の駆動方法が知られてい
る。
Further, as a method related to a conventional method of driving a CCD image sensor which performs charge transfer corresponding to interlaced scanning, there is known a method of driving a solid-state image pickup device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-149374. Have been.

【0010】この固体撮像素子の駆動方法の場合、先の
フィールドでは、垂直方向に隣り合う3列の画素の電荷
を足し合わせて読み出すと共に、足し合わされる3列の
組同士の間に読み出さない1列の画素を設け、次のフィ
ールドでは、先のフィールド時に読み出さなかった画素
の列を中心とした3列の画素の電荷を足し合わせて読み
出すと共に、先のフィールド時に読み出された3列の内
の中心の列の画素は読み出さないようにすることによ
り、インタレース走査を行っている。
In the case of this driving method of the solid-state image pickup device, in the previous field, the charges of the pixels in the three columns adjacent in the vertical direction are added together and read out, and the charges are not read out between the set of the three columns added together. In the next field, in the next field, the charges of the three rows of pixels centered on the rows of pixels that were not read out in the previous field are added together and read out, and among the three rows read out in the previous field, The interlaced scanning is performed by preventing the pixels in the center column from being read.

【0011】これにより、3画素の内の中央の画素は、
隣接する他の2つの画素に対して蓄積時間が倍になるの
で、2倍の感度を持つようになり、フィールド蓄積読み
出しとフレーム蓄積読み出しの中間的な特性を発揮する
ことができる。
Thus, the center pixel of the three pixels is
Since the accumulation time is doubled with respect to the other two adjacent pixels, the sensitivity becomes twice as high, and an intermediate characteristic between the field accumulation reading and the frame accumulation reading can be exhibited.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の間引きによる信号電荷の読み出しにおいては、
フォトダイオード2から読み出す画素ライン数が1/5
になることから、この高速読み出しモードでは、出力さ
れる信号電荷が1/5に減少してしまう。
However, in reading out signal charges by the above-described conventional thinning-out,
The number of pixel lines read from the photodiode 2 is 1/5
Therefore, in the high-speed read mode, the output signal charges are reduced to 1/5.

【0013】そのため、高速読み出しモードでは、感度
が通常動作の読み出しモードに比べて約1/5になって
しまうので、感度が低くS/Nが劣化した画像の出力し
か得られなかった。更に、垂直方向の解像度が、通常読
み出しモードの約1/5と極端に劣化していた。これ
は、高速読み出しモードの場合、読み出されるフォトダ
イオード2が1/5になるため、出力される感度及び解
像度が共に約1/5になっていたからである。
Therefore, in the high-speed readout mode, the sensitivity is reduced to about 1/5 of that in the normal operation readout mode, so that only an image having a low sensitivity and a deteriorated S / N can be obtained. Further, the resolution in the vertical direction was extremely deteriorated, that is, about 1/5 of that in the normal read mode. This is because, in the high-speed read mode, since the photodiode 2 to be read is 5, the output sensitivity and resolution are both about 5.

【0014】また、従来の固体撮像素子の駆動方法にお
いては、駆動モードが複雑になる上に、一旦メモリ等に
取り込んだ変換後の信号を1/2にする必要があり、そ
のための回路構成を必要とする。
In the conventional method of driving a solid-state image pickup device, the driving mode becomes complicated, and it is necessary to reduce the converted signal once fetched into a memory or the like. I need.

【0015】この発明の目的は、高速読み出しモードに
おいても、感度が低くならずS/Nが劣化しない画像を
出力することができると共に、垂直方向の解像度が劣化
することがなく、また、駆動モードが複雑にならず、特
別な回路構成も必要としない固体撮像装置およびその駆
動方法を提供することである。
An object of the present invention is to output an image in which the sensitivity is not lowered and the S / N is not deteriorated even in the high-speed read mode, and the resolution in the vertical direction is not deteriorated. To provide a solid-state imaging device and a driving method thereof that do not require complicated circuit configuration and do not require a special circuit configuration.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る固体撮像装置は、縦方向に複数並べ
られた光電変換素子と、前記光電変換素子で光電変換さ
れた信号電荷を読み出し縦方向に転送する垂直CCD
と、前記垂直CCDを駆動する駆動パルスが印加される
垂直転送電極と、前記垂直CCDからの信号電荷を横方
向に転送し外部へ出力する水平CCDとを備え、前記信
号電荷を縦方向に間引いて読み出し加算して転送する複
数のフィールドにより1フレームを構成し、各フィール
ド毎で加算する組み合わせがそれぞれ異なる画像信号を
出力させる転送駆動手段を有することを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention reads a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a vertical direction, and reads signal charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion elements. Vertical CCD for vertical transfer
A vertical transfer electrode to which a drive pulse for driving the vertical CCD is applied; and a horizontal CCD for transferring signal charges from the vertical CCD in the horizontal direction and outputting the signal charges to the outside, and thinning out the signal charges in the vertical direction. One frame is composed of a plurality of fields that are read, added, and transferred, and a transfer driving unit that outputs image signals having different combinations of additions for each field is provided.

【0017】上記構成を有することにより、転送駆動手
段が、信号電荷を縦方向に間引いて読み出し加算して転
送する複数のフィールドにより1フレームを構成し、各
フィールド毎で加算する組み合わせがそれぞれ異なる画
像信号を出力させる。これにより、高速読み出しモード
においても、感度が低くならずS/Nが劣化しない画像
を出力することができると共に、垂直方向の解像度が劣
化することがなく、また、駆動モードが複雑にならず、
特別な回路構成も必要としない。
With the above arrangement, the transfer driving means forms one frame by a plurality of fields in which signal charges are thinned out in the vertical direction, read out, added, and transferred, and the combination to be added is different for each field. Output a signal. As a result, even in the high-speed read mode, it is possible to output an image in which the sensitivity is not lowered and the S / N is not deteriorated, the resolution in the vertical direction is not deteriorated, and the drive mode is not complicated,
No special circuit configuration is required.

【0018】また、この発明に係る固体撮像装置の駆動
方法により、上記固体撮像装置を駆動することができ
る。
Further, the solid-state imaging device can be driven by the method for driving a solid-state imaging device according to the present invention.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1は、この発明の実施の形態に係る固体
撮像装置の構成を示すブロック図である。図1に示すよ
うに、固体撮像装置10は、回路基板11、垂直駆動回
路12、水平駆動回路13、駆動制御回路14、信号処
理回路15、反転回路16、及びカラー信号処理回路1
7を有している。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 10 includes a circuit board 11, a vertical drive circuit 12, a horizontal drive circuit 13, a drive control circuit 14, a signal processing circuit 15, an inversion circuit 16, and a color signal processing circuit 1.
7.

【0021】固体撮像装置10は、インタレース(飛び
越し)走査に対応したインタライン転送を行うCCDイ
メージセンサ(固体撮像素子)を有しており、携帯型の
デジタルカメラ等に用いられている。このようなデジタ
ルカメラには、ビューファインダを備えたものが多く、
撮影対象をビューファインダに動画として映し出すこと
ができる。CCDイメージセンサは、回路基板11に作
り付けられており、回路基板11には、垂直駆動回路1
2及び水平駆動回路13が接続されている。
The solid-state imaging device 10 has a CCD image sensor (solid-state imaging device) for performing interline transfer corresponding to interlaced (interlaced) scanning, and is used for a portable digital camera or the like. Many of these digital cameras have a viewfinder,
The shooting target can be displayed as a moving image on the viewfinder. The CCD image sensor is built on a circuit board 11, and a vertical drive circuit 1
2 and the horizontal drive circuit 13 are connected.

【0022】駆動制御回路14は、所謂マイクロコンピ
ュータからなり、CPU(central proce
ssing unit)、RAM(random ac
cess memory)、ROM(read onl
y memory)等をハードウェアとして備えてい
る。駆動制御回路14には、所定の制御プログラムが予
め実装されており、この制御プログラムに対応して、両
駆動回路12,13、信号処理回路15、反転回路1
6、及びカラー信号処理回路17の動作が制御される。
The drive control circuit 14 comprises a so-called microcomputer and has a CPU (central process).
ssing unit), RAM (random ac)
cess memory), ROM (read only)
y memory) is provided as hardware. A predetermined control program is mounted in the drive control circuit 14 in advance, and the drive control circuits 14 and 13, the signal processing circuit 15, and the inversion circuit 1 correspond to the control program.
6 and the operation of the color signal processing circuit 17 are controlled.

【0023】これら垂直駆動回路12、水平駆動回路1
3及び駆動制御回路14からなる転送駆動手段により、
縦方向に複数並べられた光電変換素子からなる画素ライ
ンの垂直方向に画素を間引いて読み出し加算して転送す
るフィールドを複数設け、この複数のフィールドにより
1フレームを構成し、各フィールド毎に加算する組み合
わせはそれぞれ異なる画像信号を出力させる。
The vertical drive circuit 12 and the horizontal drive circuit 1
3 and a drive control circuit comprising a drive control circuit 14,
A plurality of fields are provided in which pixels are thinned out in the vertical direction of a pixel line composed of a plurality of photoelectric conversion elements arranged in the vertical direction, read out, added, and transferred, and one frame is composed of the plurality of fields, and the addition is performed for each field. Each combination outputs a different image signal.

【0024】図2は、図1の回路基板の構成を示すブロ
ック図である。図2に示すように、回路基板11には、
複数の光電変換素子であるフォトダイオード(phot
odiode:PD)18、複数の垂直CCD19、水
平CCD20及び出力部(電荷検出部)21が、集積回
路として形成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the circuit board of FIG. As shown in FIG. 2, the circuit board 11 includes
Photodiodes (photons) that are a plurality of photoelectric conversion elements
The first CCD 18, a plurality of vertical CCDs 19, a plurality of horizontal CCDs 20, and an output unit (charge detection unit) 21 are formed as an integrated circuit.

【0025】複数のフォトダイオード18は、縦横方向
で2次元状に配列され、各縦列(画素ライン)には、個
々の縦列毎に垂直CCD19が並設されている。縦列配
置された各垂直CCD19は、各垂直CCD19の下端
側に横行配置された1個の水平CCD20に接続されて
いる。各垂直CCD19には、フォトダイオード18の
1個に2個の割合で垂直転送電極22が縦に配列されて
いる。
The plurality of photodiodes 18 are arranged two-dimensionally in the vertical and horizontal directions, and a vertical CCD 19 is arranged in each column (pixel line) for each column. Each of the vertical CCDs 19 arranged in a column is connected to one horizontal CCD 20 arranged in a row at the lower end of each vertical CCD 19. In each of the vertical CCDs 19, the vertical transfer electrodes 22 are vertically arranged at a ratio of two to one of the photodiodes 18.

【0026】各フォトダイオード18は、入射光の光量
を個々に信号電荷に変換して蓄積し、蓄積された信号電
荷は、各フォトダイオード18から垂直CCD19に読
み出されて縦方向に順次転送され、垂直CCD19から
水平CCD20に転送され、更に、水平CCD20を横
方向に順次転送されて、出力部21から外部へ出力され
る。
Each photodiode 18 converts the amount of incident light into individual signal charges and accumulates them. The accumulated signal charges are read out from each photodiode 18 to a vertical CCD 19 and sequentially transferred in the vertical direction. Are transferred from the vertical CCD 19 to the horizontal CCD 20, and further sequentially transferred in the horizontal direction, and output from the output unit 21 to the outside.

【0027】図3は、この発明に係る各フィールド毎の
読み出し及び加算の例を示す説明図である。この例は、
垂直10相駆動方法において、2フィールド1フレーム
構成の場合を示す。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of reading and adding for each field according to the present invention. This example
In the vertical 10-phase driving method, a case of a 2-field 1-frame configuration is shown.

【0028】図3において、1〜7の各bitは、フォ
トダイオード18を示しており、各bit番号は、水平
CCD20に一番近いフォトダイオード18を1bit
とし、垂直方向に数えた場合の番号を示している。偶数
番号の垂直転送電極22は、読み出し電極も兼ねてお
り、モードの設定により独立した読み出しができるよう
に構成されている。
In FIG. 3, each bit of 1 to 7 indicates a photodiode 18, and each bit number indicates that the photodiode 18 closest to the horizontal CCD 20 is 1 bit.
And the numbers when counted in the vertical direction are shown. The even-numbered vertical transfer electrodes 22 also serve as readout electrodes, and are configured to perform independent readout by setting a mode.

【0029】第1フィールドにおいては、先ず、垂直駆
動パルスΦV1が印加される垂直転送電極22にローレ
ベルの電圧を印加して、ポテンシャルバリアaを形成す
る。ポテンシャルバリアaの形成により、ポテンシャル
バリアaの上下に位置する信号電荷の混合が防止され
る。なお、垂直駆動パルスΦVnが印加される垂直転送
電極22を、以下、電極ΦVnと略称する。
In the first field, first, a low-level voltage is applied to the vertical transfer electrode 22 to which the vertical drive pulse ΦV1 is applied to form a potential barrier a. The formation of the potential barrier a prevents mixing of signal charges located above and below the potential barrier a. The vertical transfer electrode 22 to which the vertical drive pulse ΦVn is applied is hereinafter abbreviated as an electrode ΦVn.

【0030】次に、電極ΦV2,ΦV6,ΦV10に、
電極ΦV3,ΦV4,ΦV5,ΦV7,ΦV8,ΦV9
に印加されているミドルレベルの電圧よりも更に高いハ
イレベルの電圧を印加し、フォトダイオード18から信
号電荷bを垂直CCD19に読み出す。読み出した後、
垂直CCD19内で読み出した信号電荷bの加算を行
う。
Next, the electrodes ΦV2, ΦV6, ΦV10 are
Electrodes ΦV3, ΦV4, ΦV5, ΦV7, ΦV8, ΦV9
The signal charge b is read out from the photodiode 18 to the vertical CCD 19 by applying a high-level voltage higher than the middle-level voltage applied to the vertical CCD 19. After reading,
The signal charges b read in the vertical CCD 19 are added.

【0031】その後、加算された信号電荷cは、転送方
法は図示しないが、垂直CCD19において水平CCD
方向(図中、上から下)へ順次転送され、最下段に達し
て水平CCD20に転送される。なお、図3には、水平
駆動パルスΦH1が印加される1個の水平転送電極23
のみが示されている。水平CCD20に読み出された
後、信号電荷cは、更に水平CCD20において出力部
方向(図2中、右から左)へ順次転送され、出力部21
から画像信号として出力される。
Thereafter, the added signal charges c are transferred to the horizontal CCD 19 in the vertical CCD 19, although the transfer method is not shown.
The data is sequentially transferred in the direction (from top to bottom in the figure), reaches the bottom, and is transferred to the horizontal CCD 20. FIG. 3 shows one horizontal transfer electrode 23 to which the horizontal drive pulse ΦH1 is applied.
Only shown. After being read out by the horizontal CCD 20, the signal charges c are further transferred in the horizontal CCD 20 in the direction of the output section (from right to left in FIG.
Are output as image signals.

【0032】つまり、垂直CCD19内で信号電荷bが
加算されることにより、垂直CCD19において順次転
送される信号電荷cは、3個の電極ΦV2,ΦV6,Φ
V10から読み出された各信号電荷bの3倍の電荷量
(b×3)を有することになる。
That is, by adding the signal charges b in the vertical CCD 19, the signal charges c sequentially transferred in the vertical CCD 19 become three electrodes ΦV2, ΦV6, Φ
It has three times the charge amount (b × 3) of each signal charge b read from V10.

【0033】第2フィールドにおいては、先ず、電極Φ
V9にローレベルの電圧を印加して、ポテンシャルバリ
アaを形成する。次に、電極ΦV4,ΦV8,ΦV10
に、電極ΦV1,ΦV2,ΦV3,ΦV5,ΦV6,Φ
V7に印加されているミドルレベルの電圧よりも更に高
いハイレベルの電圧を印加し、フォトダイオード18か
ら信号電荷bを垂直CCD19に読み出す。読み出した
後、垂直CCD19内で読み出した信号電荷bの加算を
行う。
In the second field, first, the electrode Φ
A low level voltage is applied to V9 to form a potential barrier a. Next, the electrodes ΦV4, ΦV8, ΦV10
And electrodes ΦV1, ΦV2, ΦV3, ΦV5, ΦV6, Φ
A high-level voltage higher than the middle-level voltage applied to V 7 is applied, and the signal charge b is read out from the photodiode 18 to the vertical CCD 19. After reading, the signal charges b read in the vertical CCD 19 are added.

【0034】その後、加算された信号電荷c(c=b×
3)は、垂直CCD19において順次転送され、更に、
水平CCD20において順次転送され、出力部21から
画像信号として出力される。
Thereafter, the added signal charges c (c = b ×
3) are sequentially transferred in the vertical CCD 19, and
The data is sequentially transferred in the horizontal CCD 20 and output from the output unit 21 as an image signal.

【0035】従って、上述した読み出し及び加算によ
り、垂直方向に5画素分の信号電荷が、1水平ブランキ
ング期間に転送されるため、垂直に1/5に間引かれた
画像が出力できる。また、画素ラインでの読み出しは、
5画素の内の3画素であるため、1画素だけの読み出し
に比べ、3倍の感度を得ることができる。更に、第2フ
ィールドでは、第1フィールドで読み出さなかった残り
の画素を含む異なる組み合わせの3画素を読み出すた
め、全てのフィールドにおいて同じ組み合わせの画素を
読み出し加算する場合と比較し、2倍近い解像度を得る
ことができる。
Therefore, by the above-described reading and addition, signal charges for five pixels are transferred in the vertical direction during one horizontal blanking period, so that an image which is thinned out to 1/5 vertically can be output. In addition, reading in the pixel line
Since three of the five pixels are used, three times the sensitivity can be obtained as compared with reading of only one pixel. Further, in the second field, three different combinations of pixels including the remaining pixels not read out in the first field are read out. Therefore, compared to the case where the same combination of pixels is read out and added in all fields, the resolution is almost twice as high. Obtainable.

【0036】これは、フォトダイオード18からの信号
電荷の読み出しが、縦方向に周期的な複数の組み合わせ
があって、同じ組み合わせの画素間では同じ読み出し、
違う組み合わせの画素間では独立した読み出しが行われ
るように、垂直方向に連続する5画素分の信号電荷につ
いて独立した読み出しができるように工夫が加えられて
いるからである。
This is because reading of signal charges from the photodiode 18 has a plurality of combinations that are periodically arranged in the vertical direction, and the same reading is performed between pixels of the same combination.
This is because a contrivance is made so that independent reading can be performed on signal charges for five pixels that are consecutive in the vertical direction so that independent reading is performed between pixels of different combinations.

【0037】このように、図1に示す固体撮像装置10
において、駆動制御回路14が、インタレース手段及び
間引き読み出し制御手段として、両駆動回路12,13
の動作を制御することにより、インタレース動作と間引
き読み出し動作とが選択的に実行される。但し、この固
体撮像装置10では、上述したように、駆動制御回路1
4が電荷加算手段としても機能するため、間引き読み出
し動作を実行するときに、縦方向で所定周期に位置する
複数のフォトダイオード18の信号電荷が加算される。
As described above, the solid-state imaging device 10 shown in FIG.
, The drive control circuit 14 includes both drive circuits 12 and 13 as interlace means and thinning-out read control means.
, The interlace operation and the thinning-out read operation are selectively executed. However, in the solid-state imaging device 10, as described above, the drive control circuit 1
Since the reference numeral 4 also functions as a charge adding means, the signal charges of the plurality of photodiodes 18 positioned at a predetermined period in the vertical direction are added when performing the thinning-out reading operation.

【0038】より詳細に説明すると、駆動制御回路14
は、垂直駆動回路12が垂直転送電極21に電圧を印加
する動作を制御することにより、複数のフォトダイオー
ド18の信号電荷bが相互に相違するタイミングで垂直
CCD19に読み出され、その前段で読み出された信号
電荷bを、後段の信号電荷bが読み出される以前に垂直
CCD19の縦方向に転送する。この転送の過程で、複
数のフォトダイオード18から読み出された信号電荷b
が垂直CCD19により一つに加算合成される。
More specifically, the drive control circuit 14
Is that the signal charges b of the plurality of photodiodes 18 are read out to the vertical CCD 19 at mutually different timings by controlling the operation of the vertical drive circuit 12 to apply a voltage to the vertical transfer electrodes 21, and the readout is performed at the preceding stage. The output signal charges b are transferred in the vertical direction of the vertical CCD 19 before the subsequent signal charges b are read. In the course of this transfer, the signal charges b read from the plurality of photodiodes 18
Are added and synthesized into one by the vertical CCD 19.

【0039】更に、読み出され加算合成された信号電荷
cは、検出回路である出力部21に検出された後、信号
処理回路15において、サンプリング、ゲイン及びγ補
正、A/D(analog to digital)変
換等の信号処理が行われる。信号処理の後、反転回路1
6において、処理信号を前フィールドの画素配列と同じ
になるように垂直方向の信号電荷を前後入れ換えて反転
するか否かを決定する。この反転するか否かの決定は、
駆動制御回路14の制御動作により行われる。その後、
カラー信号処理回路17において、R(red),G
(green),B(blue)の3原色光に対応した
カラー信号として処理される。
Further, the signal charge c read out and added and synthesized is detected by the output section 21 as a detection circuit, and then, in the signal processing circuit 15, sampling, gain and γ correction, and A / D (analog to digital) are performed. 2.) Signal processing such as conversion is performed. After signal processing, inverting circuit 1
In 6, it is determined whether or not the signal charges in the vertical direction are reversed before and after the processing so that the processed signal becomes the same as the pixel arrangement of the previous field. The decision of whether to flip or not is
This is performed by the control operation of the drive control circuit 14. afterwards,
In the color signal processing circuit 17, R (red), G
(Green) and B (blue) are processed as color signals corresponding to the three primary color lights.

【0040】従って、上述した構成において、この固体
撮像装置10も、従来例に示す固体撮像装置(デジタル
カメラ)と同様に、二次元の光学画像をシリアルな電気
信号に変換することができ、この変換された電気信号を
用いてインタレース動作と間引き読み出し動作を実行す
ることができる。
Therefore, in the above-described configuration, the solid-state imaging device 10 can also convert a two-dimensional optical image into a serial electric signal similarly to the solid-state imaging device (digital camera) shown in the conventional example. The interlaced operation and the thinned-out read operation can be performed using the converted electric signal.

【0041】図4は、この発明に係る各フィールド毎の
読み出し及び加算の他の例を示す説明図である。この例
の場合、第2フィールドで読み出し加算するのは、5画
素の内の2画素分の信号電荷である。その他の構成及び
作用は、図3に示す場合と同様である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing another example of reading and adding for each field according to the present invention. In the case of this example, what is read out and added in the second field is the signal charges for two of the five pixels. Other configurations and operations are the same as those shown in FIG.

【0042】図4に示すように、第1フィールドにおい
ては、先ず、電極ΦV1にローレベルの電圧を印加し
て、ポテンシャルバリアaを形成する。次に、電極ΦV
2,ΦV6,ΦV10に、電極ΦV3,ΦV4,ΦV
5,ΦV7,ΦV8,ΦV9に印加されているミドルレ
ベルの電圧よりも更に高いハイレベルの電圧を印加し、
フォトダイオード18から信号電荷bを垂直CCD19
に読み出す。読み出した後、垂直CCD19内で、読み
出した3個の信号電荷bの加算を行う。
As shown in FIG. 4, in the first field, first, a low-level voltage is applied to the electrode ΦV1 to form a potential barrier a. Next, the electrode ΦV
2, ΦV6, ΦV10, electrodes ΦV3, ΦV4, ΦV
5, a high level voltage higher than the middle level voltage applied to ΦV7, ΦV8, ΦV9,
The signal charge b is transferred from the photodiode 18 to the vertical CCD 19
Read out. After reading, the three read signal charges b are added in the vertical CCD 19.

【0043】その後、加算後の信号電荷c(c=b×
3)は、垂直CCD19において順次転送され、更に、
水平CCD20において順次転送され、出力部21から
画像信号として出力される。
Thereafter, the signal charge c after addition (c = b ×
3) are sequentially transferred in the vertical CCD 19, and
The data is sequentially transferred in the horizontal CCD 20 and output from the output unit 21 as an image signal.

【0044】第2フィールドにおいては、先ず、電極Φ
V1にローレベルの電圧を印加して、ポテンシャルバリ
アaを形成する。次に、電極ΦV4,ΦV8に、電極Φ
V1,ΦV2,ΦV3,ΦV5,ΦV6,ΦV7,ΦV
9,ΦV10に印加されているミドルレベルの電圧より
も更に高いハイレベルの電圧を印加し、フォトダイオー
ド18から信号電荷bを垂直CCD19に読み出す。読
み出した後、垂直CCD19内で、読み出した2個の信
号電荷bの加算を行う。
In the second field, first, the electrode Φ
A low-level voltage is applied to V1 to form a potential barrier a. Next, the electrodes ΦV4 and ΦV8 are
V1, ΦV2, ΦV3, ΦV5, ΦV6, ΦV7, ΦV
9, a high-level voltage higher than the middle-level voltage applied to ΦV10 is applied, and the signal charge b is read out from the photodiode 18 to the vertical CCD 19. After the reading, the two read signal charges b are added in the vertical CCD 19.

【0045】その後、加算後の信号電荷d(d=b×
2)は、垂直CCD19において順次転送され、更に、
水平CCD20において順次転送され、出力部21から
画像信号として出力される。
Thereafter, the signal charge d after addition (d = b ×
2) are sequentially transferred in the vertical CCD 19, and
The data is sequentially transferred in the horizontal CCD 20 and output from the output unit 21 as an image signal.

【0046】従って、上述した読み出し及び加算によ
り、垂直方向に5画素分の信号電荷が、1水平ブランキ
ング期間に転送されるため、垂直に1/5に間引かれた
画像が出力できる。また、画素ラインでの読み出しは、
第1フィールドでは5画素の内の3画素、第2フィール
ドでは5画素の内の2画素であるため、1画素だけの読
み出しに比べ、少なくとも2倍の感度を得ることができ
る。更に、第2フィールドでは、第1フィールドで読み
出さなかった残りの画素を含む、異なる組み合わせの画
素を読み出すため、全てのフィールドにおいて同じ組み
合わせの画素を読み出し加算する場合と比較し、2倍近
い解像度を得ることができる。
Therefore, by the above-described reading and addition, signal charges for five pixels are transferred in the vertical direction during one horizontal blanking period, so that an image which is thinned out to 1/5 vertically can be output. In addition, reading in the pixel line
In the first field, three out of five pixels are used, and in the second field, two out of five pixels are used. Therefore, at least twice the sensitivity can be obtained as compared with reading out only one pixel. Further, in the second field, since pixels of different combinations including the remaining pixels not read in the first field are read, the resolution is almost twice as high as in the case of reading and adding the same combination of pixels in all fields. Obtainable.

【0047】その上、図3に示す場合と比較して、ポテ
ンシャルバリアaの移動がなく第1及び第2フィールド
が同じ転送モードで良いので、垂直CCD19の駆動パ
ルスの動作が複雑でないことから、回路規模及び駆動回
路をより単純化することができる。
Further, as compared with the case shown in FIG. 3, since the potential barrier a does not move and the first and second fields can be in the same transfer mode, the operation of the drive pulse of the vertical CCD 19 is not complicated. The circuit scale and the driving circuit can be further simplified.

【0048】図5は、この発明に係る各フィールド毎の
読み出し及び加算の更に他の例を示す説明図である。こ
の例は、垂直12相駆動方法において、3フィールド1
フレーム構成の場合であり、第1,第2,第3の各フィ
ールドで読み出し加算するのは、何れも6画素の内の2
画素分の信号電荷である。その他の構成及び作用は、図
3に示す場合と同様である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing still another example of reading and adding for each field according to the present invention. In this example, in the vertical 12-phase driving method, three fields 1
In the case of a frame configuration, reading out and adding in each of the first, second, and third fields is performed by 2 of 6 pixels.
This is the signal charge for the pixel. Other configurations and operations are the same as those shown in FIG.

【0049】図5に示すように、第1フィールドにおい
ては、先ず、電極ΦV1にローレベルの電圧を印加し
て、ポテンシャルバリアaを形成する。次に、電極ΦV
2,ΦV8に、電極ΦV3,ΦV4,ΦV5,ΦV6,
ΦV7,ΦV9,ΦV10,ΦV11,ΦV12に印加
されているミドルレベルの電圧よりも更に高いハイレベ
ルの電圧を印加し、フォトダイオード18から信号電荷
bを垂直CCD19に読み出す。読み出した後、垂直C
CD19内で、読み出した2個の信号電荷bの加算を行
う。
As shown in FIG. 5, in the first field, first, a low-level voltage is applied to the electrode ΦV1 to form a potential barrier a. Next, the electrode ΦV
2, ΦV8, electrodes ΦV3, ΦV4, ΦV5, ΦV6,
A high-level voltage higher than the middle-level voltage applied to ΦV7, ΦV9, ΦV10, ΦV11, and ΦV12 is applied, and the signal charge b is read from the photodiode 18 to the vertical CCD 19. After reading, the vertical C
In the CD 19, the two read signal charges b are added.

【0050】その後、加算後の信号電荷d(d=b×
2)は、垂直CCD19において順次転送され、更に、
水平CCD20において順次転送され、出力部21から
画像信号として出力される。
Thereafter, the signal charge d after addition (d = b ×
2) are sequentially transferred in the vertical CCD 19, and
The data is sequentially transferred in the horizontal CCD 20 and output from the output unit 21 as an image signal.

【0051】第2フィールドにおいては、先ず、電極Φ
V1にローレベルの電圧を印加して、ポテンシャルバリ
アaを形成する。次に、電極ΦV4,ΦV10に、電極
ΦV2,ΦV3,ΦV5,ΦV6,ΦV7,ΦV8,Φ
V9,ΦV11,ΦV12に印加されているミドルレベ
ルの電圧よりも更に高いハイレベルの電圧を印加し、フ
ォトダイオード18から信号電荷bを垂直CCD19に
読み出す。読み出した後、垂直CCD19内で、読み出
した2個の信号電荷bの加算を行う。
In the second field, first, the electrode Φ
A low-level voltage is applied to V1 to form a potential barrier a. Next, the electrodes ΦV2, ΦV3, ΦV5, ΦV6, ΦV7, ΦV8,
A high-level voltage higher than the middle-level voltage applied to V9, ΦV11, and ΦV12 is applied, and the signal charge b is read out from the photodiode 18 to the vertical CCD 19. After the reading, the two read signal charges b are added in the vertical CCD 19.

【0052】その後、加算後の信号電荷d(d=b×
2)は、垂直CCD19において順次転送され、更に、
水平CCD20において順次転送され、出力部21から
画像信号として出力される。
Thereafter, the signal charge d after addition (d = b ×
2) are sequentially transferred in the vertical CCD 19, and
The data is sequentially transferred in the horizontal CCD 20 and output from the output unit 21 as an image signal.

【0053】第3フィールドにおいては、先ず、電極Φ
V1にローレベルの電圧を印加して、ポテンシャルバリ
アaを形成する。次に、電極ΦV6,ΦV12に、電極
ΦV2,ΦV3,ΦV4,ΦV5,ΦV7,ΦV8,Φ
V9,ΦV10,ΦV11に印加されているミドルレベ
ルの電圧よりも更に高いハイレベルの電圧を印加し、フ
ォトダイオード18から信号電荷bを垂直CCD19に
読み出す。読み出した後、垂直CCD19内で、読み出
した2個の信号電荷bの加算を行う。
In the third field, first, the electrode Φ
A low-level voltage is applied to V1 to form a potential barrier a. Next, the electrodes ΦV2, ΦV3, ΦV4, ΦV5, ΦV7, ΦV8,
A high-level voltage higher than the middle-level voltage applied to V9, ΦV10, and ΦV11 is applied, and the signal charge b is read out from the photodiode 18 to the vertical CCD 19. After the reading, the two read signal charges b are added in the vertical CCD 19.

【0054】その後、加算後の信号電荷d(d=b×
2)は、垂直CCD19において順次転送され、更に、
水平CCD20において順次転送され、出力部21から
画像信号として出力される。
Thereafter, the signal charge d after addition (d = b ×
2) are sequentially transferred in the vertical CCD 19, and
The data is sequentially transferred in the horizontal CCD 20 and output from the output unit 21 as an image signal.

【0055】従って、上述した読み出し及び加算によ
り、垂直方向に6画素分の信号電荷が、1水平ブランキ
ング期間に転送されるため、垂直に1/6に間引かれた
画像が出力できる。また、画素ラインでの読み出しは、
第1,2,3の各フィールドとも6画素の内の2画素を
読み出すため、1画素だけの読み出しに比べ、少なくと
も2倍の感度を得ることができる。
Therefore, by the above-described reading and addition, the signal charges for six pixels are transferred in one horizontal blanking period in the vertical direction, so that an image thinned out to 1/6 vertically can be output. In addition, reading in the pixel line
In each of the first, second and third fields, two pixels out of six pixels are read out, so that at least twice the sensitivity can be obtained as compared with reading out only one pixel.

【0056】更に、図3及び図4に示す2フィールド1
フレーム構成の場合と比較して、3フィールド1フレー
ム構成となっているため、図3及び図4に示す場合が従
来の2倍近い解像度が得られたのに比較し、更にその
1.5倍の3倍近い解像度を得ることができる。
Further, the two fields 1 shown in FIGS.
As compared with the case of the frame configuration, the frame configuration has three fields and one frame. Therefore, the case shown in FIGS. Can be obtained that is nearly three times the resolution of

【0057】その上、フィールド数が増えるに従い、フ
ォトダイオード18からの読み出し方をより分割するこ
とができることから、垂直CCD19が飽和し難くな
り、より自由度のある設計が可能になる。
In addition, as the number of fields increases, the way of reading from the photodiode 18 can be further divided, so that the vertical CCD 19 is less likely to be saturated and a more flexible design is possible.

【0058】上記各実施の形態においては、色毎に所定
の配置で配列される複数種類のカラーフィルタを個々の
フォトダイオード18に装着して、カラー画像を撮像す
る。但し、カラーフィルタを利用してカラー画像を撮像
する場合、間引き読み出し動作では、駆動制御回路14
の動作制御により、同一色のカラーフィルタが装着され
ている複数のフォトダイオード18の信号電荷を加算さ
せることが望ましい。
In each of the above embodiments, a plurality of types of color filters arranged in a predetermined arrangement for each color are mounted on individual photodiodes 18 to capture a color image. However, when a color image is captured using a color filter, the drive control circuit 14
It is desirable to add the signal charges of the plurality of photodiodes 18 to which the color filters of the same color are mounted by the above operation control.

【0059】図6は、ベイヤー配列によるカラーフィル
タの例を示す説明図である。図6に示すように、カラー
フィルタ24が、ベイヤー(Bayer)の提案による
配列、即ち、カラーフィルタ24の配列が垂直方向に関
して2画素周期である場合、縦方向では、2行の周期で
同一色のカラーフィルタ24が配列されているので、間
引き読み出し動作では、2行の倍率の周期に位置する複
数のフォトダイオード18の信号電荷を加算すればよ
い。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a color filter using the Bayer arrangement. As shown in FIG. 6, when the color filters 24 are arranged according to Bayer's proposal, that is, when the arrangement of the color filters 24 has a two-pixel cycle in the vertical direction, the same color has a two-row cycle in the vertical direction. In the thinning-out reading operation, the signal charges of the plurality of photodiodes 18 located at the cycle of the magnification of two rows may be added.

【0060】この場合、信号電荷が加算されるフォトダ
イオード18には、同一色のカラーフィルタ24が装着
されているので、異なった色の信号電荷が加算されるこ
とがない。即ち、複数のフィールドの各フィールド何れ
においても、全ての垂直CCD19の各パケットに読み
出される信号電荷は、加算すべき同一パケットの信号電
荷においてカラーフィルタ24の同一色に位置するフォ
トダイオード18内に蓄積された信号電荷である。従っ
て、間引き読み出し動作で撮像するカラー画像の品質を
良好に保つことができる。
In this case, since the same color filter 24 is attached to the photodiode 18 to which the signal charges are added, signal charges of different colors are not added. That is, in each of the plurality of fields, the signal charges read out from each packet of all the vertical CCDs 19 are accumulated in the photodiodes 18 located in the same color of the color filter 24 in the signal charges of the same packet to be added. Signal charge. Therefore, the quality of the color image captured by the thinning-out reading operation can be kept good.

【0061】例えば、2つのフィールドを設けた場合、
第1フィールドからG,B,G,B…の情報を取り出
し、第2フィールドからB,G,B,G…の情報を取り
出し、配列が反転した信号電荷を読み出す。その後、電
荷量を電圧に変換する等の信号処理を行った後に、第2
フィールドにおける画素配列の反転を行う。
For example, when two fields are provided,
The information of G, B, G, B,... Is extracted from the first field, the information of B, G, B, G,. Then, after performing signal processing such as converting the charge amount into a voltage, the second
Invert the pixel array in the field.

【0062】なお、上記各実施の形態において、固体撮
像装置10のマイクロコンピュータからなる駆動制御回
路14が、内蔵ROMに予め格納されているソフトウェ
アに対応して動作することで、その各種機能により間引
き読み出し手段や電荷加算手段等の各種手段が論理的に
実現される。このような各種手段は、それぞれ専用のハ
ードウェアとして形成することも可能であり、例えば、
適正なソフトウェアをコンピュータにインストールして
実現することも可能であり、一部をソフトウェアで実現
すると共に一部をハードウェアとして形成することも可
能である。
In each of the above embodiments, the drive control circuit 14 comprising the microcomputer of the solid-state imaging device 10 operates in accordance with the software stored in the built-in ROM in advance, thereby thinning out by various functions. Various means such as a reading means and a charge adding means are logically realized. Such various means can also be formed as dedicated hardware, for example,
Appropriate software can be installed on a computer and realized, and a part can be realized by software and a part can be formed as hardware.

【0063】また、この発明に係る記録媒体に格納され
ている、上述した固体撮像装置10の駆動方法をコンピ
ュータに実行させるプログラムを、固体撮像装置10の
コンピュータに読み取らせて、対応する処理動作を実行
させることができる。ここで記録媒体とは、コンピュー
タに各種処理を実行させるためのプログラムがソフトウ
ェアとして予め格納されたハードウェアであれば良く、
例えば、コンピュータを一部とする装置に固定されてい
るROMやHDD(hard disc driv
e)、コンピュータを一部とする装置に着脱自在に装填
されるCD(compact disc)−ROMやF
D(floppy disc)等を含む。
Further, the computer of the solid-state imaging device 10 reads a program for causing the computer to execute the above-described method of driving the solid-state imaging device 10 stored in the recording medium according to the present invention, and executes a corresponding processing operation. Can be executed. Here, the recording medium may be any hardware in which a program for causing a computer to execute various processes is stored in advance as software.
For example, a ROM or a hard disk drive (HDD) fixed to a device that includes a computer as a part.
e) a CD (compact disc) -ROM or F
D (floppy disc) and the like.

【0064】また、この発明でいうコンピュータとは、
ソフトウェアからなるプログラムを読み取って対応する
処理動作を実行できる装置であれば良く、例えば、CP
Uを主体として、これにROMやRAMやI/F(in
terface)等の各種デバイスが必要により接続さ
れた装置等を含む。
The computer according to the present invention is:
Any device that can read a program made of software and execute a corresponding processing operation may be used.
U, and ROM, RAM, I / F (in
This includes devices to which various devices such as terfaces are connected as necessary.

【0065】このように、この発明によれば、複数のフ
ィールドから1フレームが構成されるインタレース走査
型のインタライン転送方法による固体撮像装置10にお
いて、フォトダイオード18から画素を垂直CCD19
に読み出す際、垂直CCD19方向(縦方向)に画素を
間引いて読み出す。
As described above, according to the present invention, in the solid-state imaging device 10 based on the interlaced scanning type interline transfer method in which one frame is composed of a plurality of fields, pixels are transferred from the photodiode 18 to the vertical CCD 19.
When reading, the pixels are thinned out in the vertical CCD 19 direction (vertical direction) and read.

【0066】このとき、第1のフィールド(前フィール
ド)では、間引く垂直画素周期の内から複数の画素を読
み出し、水平CCD20に向けた垂直CCD19の転送
時に信号電荷を加算合成する。更に、第2のフィールド
及び第2のフィールド以降(後フィールド)では、1以
上の第1のフィールドでは読み出されなかった組み合わ
せ、即ち、第1のフィールドとは異なる組み合わせの画
素を読み出し、垂直CCD19の転送時に信号電荷を加
算合成する。そして、これらの加算合成された信号電荷
が画像信号として出力される。なお、信号電荷が蓄積さ
れる画素は、複数のフィールド全ての内の何れかで一度
は読み出される。
At this time, in the first field (previous field), a plurality of pixels are read out of the thinned-out vertical pixel period, and signal charges are added and synthesized when the vertical CCD 19 is transferred to the horizontal CCD 20. Further, in the second field and the second and subsequent fields (subsequent field), a combination that has not been read in one or more of the first fields, that is, a pixel in a combination different from the first field is read, and the vertical CCD 19 Are added and combined at the time of transfer. Then, the added and combined signal charges are output as image signals. The pixel in which the signal charge is stored is read once in any one of the plurality of fields.

【0067】つまり、垂直方向に画素を間引くため、水
平CCD20の駆動は、従来と同じ周波数のままで画素
のフレームレートを上げることができる。また、各フィ
ールド毎に異なる組み合わせの画素を読み出し加算する
ことにより、全てのフィールドにおいて同じ組み合わせ
の画素を読み出し加算する場合と比較し、解像度が向上
する。
That is, since the pixels are thinned out in the vertical direction, the driving of the horizontal CCD 20 can increase the frame rate of the pixels while maintaining the same frequency as in the related art. In addition, by reading and adding different combinations of pixels for each field, the resolution is improved as compared with the case where the same combination of pixels is read and added in all fields.

【0068】従って、この発明は、複数画素から1画素
取り出すことによる解像度の低下に対処するため、複数
フィールド構成にして電荷量を稼ぎつつ解像度も高めて
おり、充分な電荷量を確保した上で、高速読み出し及び
間引き走査を行うことができるので、例えば、全ての画
像情報を取り込む必要があるデジタルカメラ本体に対し
全ての画像情報を必要としないビューファインダにおい
て、映し出す動画を追い掛けることができるスピードを
確保することができる。
Therefore, in order to cope with the decrease in resolution due to taking out one pixel from a plurality of pixels, the present invention increases the resolution while increasing the charge amount by using a plurality of fields, and secures a sufficient charge amount. Since high-speed readout and thinning-out scanning can be performed, for example, a digital camera that needs to capture all image information can use a viewfinder that does not need all image information to increase the speed at which the moving image to be projected can be tracked. Can be secured.

【0069】つまり、動画を追い込むために早く取り込
んだ場合、フォトダイオードに蓄積する蓄積時間そのも
のも高速転送しているために削られてしまい、電荷量そ
のものも落ちてしまうが、これを補うことができる。
That is, if the video data is taken in early to drive the moving image, the storage time itself stored in the photodiode is reduced due to the high-speed transfer, and the charge itself is reduced. it can.

【0070】なお、上記実施の形態において、第1フィ
ールドでの画素の読み出し数は、2個や3個に限らずそ
れ以上でも良く、また、前フィールド(例えば、第1フ
ィールド)と後フィールド(例えば、第2フィールド)
で読み出し数が異なっていても良い。
In the above-described embodiment, the number of pixels read out in the first field is not limited to two or three, but may be more. The preceding field (eg, the first field) and the subsequent field (the first field) For example, the second field)
And the read number may be different.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、転送駆動手段が、信号電荷を縦方向に間引いて読み
出し加算して転送する複数のフィールドにより1フレー
ムを構成し、各フィールド毎で加算する組み合わせがそ
れぞれ異なる画像信号を出力させるので、高速読み出し
モードにおいても、感度が低くならずS/Nが劣化しな
い画像を出力することができると共に、垂直方向の解像
度が劣化することがなく、また、駆動モードが複雑にな
らず、特別な回路構成も必要としない。
As described above, according to the present invention, the transfer driving means forms one frame by a plurality of fields in which signal charges are thinned out in the vertical direction, read out, added and transferred, and each field is Since different combinations of image signals are output, it is possible to output an image in which the sensitivity is not reduced and the S / N is not deteriorated even in the high-speed readout mode, and the resolution in the vertical direction is not deteriorated. Further, the driving mode is not complicated, and no special circuit configuration is required.

【0072】また、この発明に係る固体撮像装置の駆動
方法により、上記固体撮像装置を駆動することができ
る。
Further, the solid-state imaging device can be driven by the method for driving a solid-state imaging device according to the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の形態に係る固体撮像装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路基板の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a circuit board in FIG. 1;

【図3】この発明に係る各フィールド毎の読み出し及び
加算の例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of reading and adding for each field according to the present invention.

【図4】この発明に係る各フィールド毎の読み出し及び
加算の他の例を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing another example of reading and adding for each field according to the present invention.

【図5】この発明に係る各フィールド毎の読み出し及び
加算の更に他の例を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing still another example of reading and adding for each field according to the present invention.

【図6】ベイヤー配列によるカラーフィルタの例を示す
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a color filter using a Bayer array.

【図7】従来のCCDイメージセンサの読み出し例を示
す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a read example of a conventional CCD image sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 固体撮像装置 11 回路基板 12 垂直駆動回路 13 水平駆動回路 14 駆動制御回路 15 信号処理回路 16 反転回路 17 カラー信号処理回路 18 フォトダイオード 19 垂直CCD 20 水平CCD 21 出力部 22 垂直転送電極 23 水平転送電極 24 カラーフィルタ a ポテンシャルバリア b,c,d 信号電荷 Reference Signs List 10 solid-state imaging device 11 circuit board 12 vertical drive circuit 13 horizontal drive circuit 14 drive control circuit 15 signal processing circuit 16 inversion circuit 17 color signal processing circuit 18 photodiode 19 vertical CCD 20 horizontal CCD 21 output section 22 vertical transfer electrode 23 horizontal transfer Electrode 24 Color filter a Potential barrier b, c, d Signal charge

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA05 AA10 AB01 BA13 CA02 DB01 DB03 DB11 FA06 GC08 GC14 5C024 AA01 BA01 CA05 CA11 CA12 DA01 FA01 GA17 HA17 JA11 JA31 5C065 AA03 BB22 CC01 DD08 DD14 EE06 GG11 GG18 GG21 GG35 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M118 AA05 AA10 AB01 BA13 CA02 DB01 DB03 DB11 FA06 GC08 GC14 5C024 AA01 BA01 CA05 CA11 CA12 DA01 FA01 GA17 HA17 JA11 JA31 5C065 AA03 BB22 CC01 DD08 DD14 EE06 GG11 GG18 GG21GG35

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】縦方向に複数並べられた光電変換素子と、
前記光電変換素子で光電変換された信号電荷を読み出し
縦方向に転送する垂直CCD(charge coup
led device)と、前記垂直CCDを駆動する
駆動パルスが印加される垂直転送電極と、前記垂直CC
Dからの信号電荷を横方向に転送し外部へ出力する水平
CCDとを備え、 前記信号電荷を縦方向に間引いて読み出し加算して転送
する複数のフィールドにより1フレームを構成し、各フ
ィールド毎で加算する組み合わせがそれぞれ異なる画像
信号を出力させる転送駆動手段を有することを特徴とす
る固体撮像装置。
1. A plurality of photoelectric conversion elements arranged in a vertical direction,
A vertical CCD (charge cup) for reading out signal charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion elements and transferring the read out signal charges in the vertical direction.
leading device), a vertical transfer electrode to which a driving pulse for driving the vertical CCD is applied, and the vertical CC
A horizontal CCD for transferring the signal charge from D in the horizontal direction and outputting the signal charge to the outside; forming a frame by a plurality of fields for thinning out the signal charge in the vertical direction, reading out and adding and transferring the signal charge; A solid-state imaging device comprising transfer driving means for outputting different image signals in different combinations to be added.
【請求項2】前記光電変換素子からの前記信号電荷は、
縦方向に周期的に読み出されることを特徴とする請求項
1に記載の固体撮像装置。
2. The signal charge from the photoelectric conversion element,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the image is periodically read in a vertical direction.
【請求項3】前記複数のフィールドは、 間引く垂直画素周期の内から複数の前記信号電荷を読み
出し、転送する際に、読み出した前記信号電荷を加算す
る前フィールドと、 1以上の前記前フィールドで読み出されなかった画素か
ら複数の前記信号電荷を読み出し、転送する際に、読み
出した前記信号電荷を加算する前記前フィールド後の後
フィールドとを有することを特徴とする請求項1または
2に記載の固体撮像装置。
3. The method according to claim 1, wherein the plurality of fields include a field before adding the read signal charges when reading and transferring the plurality of signal charges from a thinned vertical pixel period, and one or more previous fields. 3. The device according to claim 1, wherein when reading and transferring a plurality of the signal charges from the pixels that have not been read, the read signal charges include a subsequent field after the previous field to which the read signal charges are added. 4. Solid-state imaging device.
【請求項4】前記信号電荷が蓄積される光電変換素子
は、少なくとも前記複数のフィールドの何れかで読み出
されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記
載の固体撮像装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element storing the signal charge is read out in at least one of the plurality of fields.
【請求項5】前記画素には、カラーフィルタが装着され
ていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記
載の固体撮像装置。
5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a color filter is mounted on the pixel.
【請求項6】前記複数のフィールドの各フィールド何れ
においても、全ての前記垂直CCDの各パケットに読み
出される信号電荷は、加算すべき同一パケットの信号電
荷において前記カラーフィルタの同一色に位置する光電
変換素子内に蓄積された信号電荷であることを特徴とす
る請求項5に記載の固体撮像装置。
6. In each of the plurality of fields, the signal charges read out from each packet of all the vertical CCDs are the same as the photoelectric charges positioned in the same color of the color filter in the signal charges of the same packet to be added. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein the charge is signal charge accumulated in the conversion element.
【請求項7】前記カラーフィルタは、配列が垂直方向に
関して2画素周期であることを特徴とする請求項5また
は6に記載の固体撮像装置。
7. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein the color filters are arranged in a two-pixel cycle in a vertical direction.
【請求項8】垂直駆動回路及び水平駆動回路の動作を制
御する駆動制御回路と、 前記駆動制御回路により動作が制御される、 出力された加算合成後の信号電荷の信号処理を行う信号
処理回路と、 前記信号処理回路から入力した処理信号を、前記前フィ
ールドの画素配列と同じになるように垂直方向の信号電
荷を前後入れ換え反転するか否かを決定する反転回路
と、 前記反転回路から入力した信号をカラー信号として処理
するカラー信号処理回路とを有することを特徴とする請
求項1から7のいずれかに記載の固体撮像装置。
8. A drive control circuit for controlling the operation of a vertical drive circuit and a horizontal drive circuit, and a signal processing circuit for controlling the operation of the drive control circuit, the signal processing circuit performing signal processing of the output signal charges after addition and synthesis. An inverting circuit for determining whether or not to invert and reverse the signal charge in the vertical direction so that the processed signal input from the signal processing circuit is the same as the pixel arrangement of the previous field; and input from the inverting circuit. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a color signal processing circuit configured to process the converted signal as a color signal.
【請求項9】縦方向に複数並べられた光電変換素子で光
電変換された信号電荷を読み出し、読み出された信号電
荷を垂直CCDにより縦方向に転送し、縦方向に転送さ
れた信号電荷を水平CCDにより横方向に転送し、外部
へ画像信号を出力させる固体撮像装置の駆動方法におい
て、 前記信号電荷を縦方向に間引いて読み出し加算して転送
する複数のフィールドにより1フレームを構成し、各フ
ィールド毎で加算する組み合わせがそれぞれ異なる画像
信号を出力することを特徴とする固体撮像装置の駆動方
法。
9. A signal charge photoelectrically converted by a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a vertical direction is read, the read signal charge is transferred in a vertical direction by a vertical CCD, and the signal charge transferred in the vertical direction is read. In a driving method of a solid-state imaging device for transferring image signals to a horizontal direction by a horizontal CCD and outputting an image signal to the outside, a frame is constituted by a plurality of fields in which the signal charges are thinned out in a vertical direction, read, added, and transferred. A method for driving a solid-state imaging device, characterized in that different combinations of image signals are output for each field.
【請求項10】前記光電変換素子からの前記信号電荷
は、縦方向に周期的に読み出されることを特徴とする請
求項9に記載の固体撮像装置の駆動方法。
10. The method according to claim 9, wherein the signal charges from the photoelectric conversion element are read periodically in a vertical direction.
【請求項11】前記複数のフィールドは、 間引く垂直画素周期の内から複数の前記信号電荷を読み
出し、転送する際に、読み出した前記信号電荷を加算す
る前フィールドと、 1以上の前記前フィールドで読み出されなかった画素か
ら複数の前記信号電荷を読み出し、転送する際に、読み
出した前記信号電荷を加算する前記前フィールド後の後
フィールドとを有することを特徴とする請求項9または
10に記載の固体撮像装置の駆動方法。
11. The method according to claim 11, wherein the plurality of fields include a previous field for adding the read signal charges when reading and transferring the plurality of signal charges from a thinned vertical pixel period, and one or more previous fields. 11. The device according to claim 9, wherein when reading and transferring a plurality of the signal charges from a pixel that has not been read, the signal charges include a subsequent field after the previous field to which the read signal charges are added. 12. Driving method of a solid-state imaging device.
【請求項12】前記信号電荷が蓄積される光電変換素子
は、少なくとも前記複数のフィールドの何れかで読み出
されることを特徴とする請求項9から11のいずれかに
記載の固体撮像装置の駆動方法。
12. A driving method for a solid-state imaging device according to claim 9, wherein said photoelectric conversion element storing said signal charge is read out in at least one of said plurality of fields. .
【請求項13】前記信号電荷は、カラーフィルタを介し
て読み出されることを特徴とする請求項9から12のい
ずれかに記載の固体撮像装置の駆動方法。
13. The method according to claim 9, wherein the signal charges are read out via a color filter.
【請求項14】前記複数のフィールドの各フィールド何
れにおいても、全ての前記垂直CCDの各パケットに読
み出される信号電荷は、加算すべき同一パケットの信号
電荷において前記カラーフィルタの同一色に位置する光
電変換素子内に蓄積された信号電荷であることを特徴と
する請求項13に記載の固体撮像装置の駆動方法。
14. In each of the plurality of fields, the signal charges read out from each packet of all the vertical CCDs are the same as the photoelectric charges positioned in the same color of the color filter in the signal charges of the same packet to be added. 14. The method according to claim 13, wherein the signal charges are signal charges accumulated in the conversion element.
【請求項15】前記カラーフィルタは、配列が垂直方向
に関して2画素周期であることを特徴とする請求項13
または14に記載の固体撮像装置の駆動方法。
15. The color filter according to claim 13, wherein the arrangement of the color filters has a period of two pixels in the vertical direction.
Or the driving method of the solid-state imaging device according to 14.
【請求項16】縦方向に複数並べられた光電変換素子で
光電変換された信号電荷を、縦方向に間引いて読み出し
加算して転送するフィールドにより1フレームを構成
し、各フィールド毎で加算する組み合わせがそれぞれ異
なる画像信号を出力する固体撮像装置の駆動方法を、コ
ンピュータに実行させるプログラムが格納されたコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体。
16. A combination in which signal charges photoelectrically converted by a plurality of photoelectric conversion elements arranged in the vertical direction are thinned out in the vertical direction, read out, added, and transferred to form one frame, and added in each field. A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a method of driving a solid-state imaging device that outputs different image signals.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7471321B2 (en) 2002-01-30 2008-12-30 Ricoh Company, Ltd. Photographing apparatus and photographing method
EP1453308A3 (en) * 2003-01-29 2009-10-14 Ricoh Company, Ltd. Imaging apparatus
WO2011037040A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 ソニー株式会社 Imaging device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3664621B2 (en) * 1999-12-01 2005-06-29 シャープ株式会社 Method for driving CCD solid-state image sensor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01117483A (en) * 1988-09-16 1989-05-10 Canon Inc Image pickup device
JPH04262679A (en) * 1991-02-15 1992-09-18 Nec Corp Driving method for solid-state image pickup device
JP3988207B2 (en) * 1997-06-02 2007-10-10 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and imaging method thereof
JP4426666B2 (en) * 1999-04-28 2010-03-03 オリンパス株式会社 Pixel data transfer method for solid-state image sensor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7471321B2 (en) 2002-01-30 2008-12-30 Ricoh Company, Ltd. Photographing apparatus and photographing method
US8174591B2 (en) 2002-01-30 2012-05-08 Ricoh Company, Ltd. Photographing apparatus and photographing method
US8786727B2 (en) 2002-01-30 2014-07-22 Ricoh Company, Ltd. Photographing apparatus and photographing method
EP1453308A3 (en) * 2003-01-29 2009-10-14 Ricoh Company, Ltd. Imaging apparatus
WO2011037040A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 ソニー株式会社 Imaging device
JP2011071927A (en) * 2009-09-28 2011-04-07 Sony Corp Imaging apparatus
CN102612835A (en) * 2009-09-28 2012-07-25 索尼公司 Imaging device
US8830352B2 (en) 2009-09-28 2014-09-09 Sony Corporation Image pickup device

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